Hay un potencial mercado en la recuperación de energía mediante técnicas de energy harvesting – término que en castellano se traduciría como recolección o cosecha de energía–. Las grandes cantidades de energía que se pierden a diario en forma de calor residual procedente de los procesos industriales, (se calcula más de 140 TWh solo en Europa), podrían ser recuperadas.
Toda esa energía perdida equivaldría a la energía que producen 30 centrales nucleares, a lo que habría que añadir las pérdidas en otros sectores como el doméstico o el de la automoción.
Estos datos llamaron la atención de un grupo de investigadores del departamento de microelectrónica de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), y empezó a idear soluciones de energy harvesting que pudiesen recuperar parte de este calor residual.
Eficiencia del 90%
Tras tres años de trabajo, el equipo está desarrollando, a través de su spin-off AEInnova (Alternative Energy Innovations), una tecnología capaz de recuperar hasta el 20% del calor residual al que se somete con una eficiencia del 90%. El dispositivo alcanza esta cifra en condiciones óptimas, fijadas entre los 130 y los 320 grados centígrados, aunque puede adaptarse a otras temperaturas.
La primera prueba de campo de esta tecnología se realizará este año en los centros de la UAB, donde se instalará su prototipo de recuperador termoeléctrico en una de las chimeneas de una sala de calderas. El dispositivo reinvertirá la energía aprovechada para alimentar la monitorización en tiempo real del rendimiento de la propia caldera.
Esta aplicación resume uno de los posibles usos de la técnica. En lugar de almacenar la energía generada puede emplearse para alimentar de forma directa las nuevas necesidades de la industria derivadas del auge del big data. Industrias como la petroquímica, la del refino y la cementera, entre otras, podrían mejorar su eficiencia y, de forma indirecta, reducir sus emisiones.
La alternativa Peltier
En busca de alternativas a los métodos tradicionales, este grupo de investigadores se fijó en la tecnología de las celdas Peltier para desarrollar su prototipo.
Estas celdas, que ya alimentan dispositivos como las neveras eléctricas portátiles, son unas estructuras cerámicas de unos cuatro centímetros de tamaño que tienen un peculiar funcionamiento reversible. Al aplicar una corriente eléctrica a la celda Peltier, se genera un gradiente térmico, que enfría una cara y calienta la otra, “lo que se aprovecha para enfriar en el caso de las neveras”, detalla el investigador. Pero las celdas también funcionan en el sentido inverso, es decir, ante un gradiente térmico, absorben el calor y lo convierten en corriente eléctrica.
Esto es lo que proponen hacer desde AEInnova, utilizar esta tecnología Peltier en efecto inverso, es decir, convertir el calor en electricidad, el denominado efecto Seebeck.
El potencial de esta tecnología ha estado estancado por su ineficiencia hasta hace pocos años. Antes tan solo podían aportar uno o dos vatios de potencia para un diferencial térmico de 100 grados. Los avances en los últimos 10 años han logrado llevar a esta cifra hasta los nueve vatios de corriente con el mismo gradiente.
Otro freno para esta tecnología era que la reversibilidad del fenómeno suponía un obstáculo para utilizar las celdas en serie. Al ubicar una junto a otra el efecto se contagia y cada celda absorbe la electricidad generada por la anterior y la convierte en calor.
A esta problemática es a la que ha hecho frente esta compañía catalana: “Hemos diseñado un nuevo componente electrónico que permite unir cientos de estas celdas entre sí para aprovechar la suma individual de corrientes sin perder energía”, explican.
La electrónica de control que conecta las celdas ha permitido a los ingenieros sumar la energía generada por cada celda en lugar de que se “autoliquiden entre ellas”, según el investigador. De esta forma, cada celda genera la máxima potencia eléctrica posible. Naturalmente, el componente electrónico consume una pequeña parte de la energía recuperada por las celdas, pero sigue dejando un 90% intacto para ser aprovechado.
Este avance, sumado a la mejora de la eficiencia de las celdas en la última década, hace que el valor de esta tecnología tenga un enorme potencial para mejorar la eficiencia de muchos sectores. Además, la amplia variedad de aplicaciones para su tecnología, ha conseguido que el proyecto de AEInnova haya sido seleccionado en la tercera convocatoria del Fondo de Emprendedores de Fundación Repsol, en la categoría de Ideas.
Fuente: MIT Technology Review – Teresa Alameda
Hola,¿existe algún equipo cuya fuente calórica sea proporcionada con fuego?
Estimados,
Junto con saludar, me gustaria hacer una consulta: lo que pasas es que estoy armando una maqueta de generación con efecto seebeck, conectado un circuito serie-paralelo, aprovechando el frió, mediante un maquina de frió, pero no me genera lo que se especifica en la placa, y tengo una problema de transferencia de frió, al lado de temperatura ambiente, ¿como puedo solucionar eso?, quizás algún material en especifico, ¿alguna pasta?